JPS5835904Y2 - 流体流量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はガス湯沸器、ガスオーブン等の燃焼機器に用い
られ、電気信号によって開弁度を変化する流体流量制御
装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来のこの種のガス比例制御弁を用いたガス瞬間湯沸器
の要部構成図を第６図に示す。

図において、熱交換器３２を加熱するメインバーナ３３
にガス供給を行なうガス配管３４には、ガスガバナＧ３
５及びガス比例制御弁３６が接続されている。

ガスガバナＧ３５は供給ガス圧をそれぞれの使用ガス種
に適応した一定のガス圧に調圧する。

またガス比例制御弁３６は熱交換器３２の出口湯温を検
知する湯温検知センサ３７の出力信号と、温度設定部３
８で設定された設定湯温とを比較器３９で比較し、この
比較器３９からの出力信号により、ソレノイド４０に電
流が供給されて、ガス量を比例制御するものである。

このガス比例制御弁３６の具体的構造を第７図に基づき
、以下、説明する。

湯温検知センサ３７の信号によってソレノイド４０の電
流値を可変し、プランジャ４１に連結スる弁４２を作動
し、針弁座４３及び内弁座４４と弁４２との間隙を変え
て内弁座４４を通るガス流量を比例的に制御する。

弁４２はガス流量を可変する場合、筐ず針弁座４３から
開成し、内弁座４４の下部に形成したバイパス口４５よ
り一定の最少ガス流量を流し、後に内弁座４４を開成し
以後内弁座４４の流量を比例制御する。

上記バイパス口４５より流れる最少ガス流量は立上り時
には着火音をより小さくするものであり、また逆に流量
をから小へ絞っていく場合にはメインバーナ（図示せず
）が不完全燃焼を起こさないための最少ガス流量を確保
するよう設定されている。

ところで、ガス器具にはガス変換ということが生ずる。

これは都市ガス（ガス種：４Ａ、４Ｂ。４Ｃ，５ＡＮ、
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，６Ａ、６Ｂ。

６Ｃ，７Ｃ）地域からプロパンガス（ＬＰＧ）地域へ引
越した場合、又は都市ガスから天然ガス（ガス種：１３
Ａ、１２Ａ、１１Ａ）へガス転換する場合などである。

例えば、都市ガス６Ｃから天然ガス１３Ａに転換した場
合、ガス圧（ｍｍＡｇ）で約２倍、カロリー （Ｋｃ
ａ １／ｈ ）で約２倍高くなるため、転換前の６Ｃ仕
様のままであると、第８図に示す通り、１３Ａガスでは
同じソレノイド電流値Ｉ（ｍＡ）に対して比例域が縮減
し、出湯湯温の幅が小さくなり、低温の湯がとれなくな
るとともに、制御回路のゲインを変えない限り同じソレ
ノイド電流値■の変化量に対して供給発熱量にの変化量
が過大になるため設定湯温に安定しにくくなる。

また、都市ガス６ＣからプロパンガスＬＰＧに変換した
場合には、ＬＰＧはガス圧で約５倍、カロリーで約４倍
となり、第９図に示すように一般のオン、オフ弁の動作
に近似し、比例弁としての機能を果たさなくなってし１
う。

このため、従来の対応手段の一つとして、制御回路をそ
のままにして、弁座のゲインを変える手段が実施されて
いた。

これは、供給発熱量に対応するガス流量に絞るため針弁
座４３卦よび内弁座４４の口径を小さくするとともに、
内弁座４４のバイパス口４５の口径を小さくした各弁座
に取替えるものである。

しかしこの弁座取替え作業は小さい部品である弁座を取
替えることから、弁本体が器具内に取付けられたままの
状態では他の水配管、電気配線及び各種部品が障害とな
り困難であるため、弁本体をまずガス配管から取外した
上で、ソレノイド４０、プランジャ４１、弁４２等を有
する電磁コイルユニットを外し、弁座を取替える必要が
あった。

したがってこの変換作業は熟練を要するとともに、時間
がかかるという大変効率の悪いものであった。

また、ガス種毎に対応する多数のガス変換用パーツを用
意することは、パーツ管理コストのかかるものであった
。

考案の技術的課題 本考案の技術的課題は、ガス種変換時に一定の最少流量
を決定するバイパス路の流量と比例制御する主弁を流れ
る流量とを弁本体の外部より操作することにより可変に
し、第５図に示す変換前の制御特性を維持することにあ
る。

考案の技術的手段 上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は （イ） ソレノイド６（第１図、以下同じ）に駆動され
るとともにスプリングＡ９下方に付勢されかつ副弁を有
するプランジャ７と、 （ロ）前記プランジャ７の副弁８が開成されて後一定移
動時に係止板１９に係止されて駆動される主弁体１０と
、 （ハ）前記主弁体１０内に前記副弁８により開閉される
第１の固定弁座１４と、 に）前記主弁体１０に設けられた第１の弁シート１５に
より開閉されかつ前記第１の固定弁座１４の下流に位置
し弁本体に形成された第２の固定弁座１６と、 （ホ）前記主弁体１０の第１の弁シート１５の下流に設
けられた第２の弁シート１７と、 （へ）前記第２の弁シー）１７により開閉されかつ上流
側に付勢された可動弁座２０と、 （ト）前記主弁体１０を閉成方向に付勢するスプリング
Ｃ２７と、 に）前記スプリング２１の付勢力を外部より可変する調
節手段２５と、 （す）前記第２の固定弁座１６の下流側にあって前記可
動弁座２０をバイパスするバイパス路２９と、 （ヌ）前記バイパス路２９の流量を外部より操作する可
変絞り体３０と、 とを備え、 に）前記スプリングＡ９の負荷を前記スプリングＣ２７
のそれよりも小さくする、 ことである。

技術的手段の作用 上記技術的手段の作用は次のとおりである。

ソレノイド６に電流（電流値Ａ）が流れるとプランジャ
ＩがスプリングＡ９に打ち勝って引き上げられ、副弁８
が第１の固定弁座１４を１ず開成し、バイパス路２９に
ガスが流れる。

この流量はメインバーナが不完全燃焼を生ずることなく
、かつ着火音がより小さいことを条件として定められて
いる。

プランジャ７が主弁体１０を係止し駆動し第２の固定弁
座１６が開成されても以後一定の電流値Ｂになる昔でバ
イパス路２９の流量は変化せず、この流量が供給される
。

前記一定の電流値Ｂになると、主弁体１０を閉塞方向に
付勢するスプリングＢ２７の付勢力に打ち勝って、可動
弁座２０が開成する。

以後主弁体１０が電流値によって上下動し、可動弁座２
０を通るガス流量を比例制御する。

ガス種変換時には上記バイパス路２９の流量は、流量調
節体である可変絞り体３０によって変え、また上記可動
弁座２０を通る流量は主弁体１０にかかるスプリングＣ
２７の荷重を外部より調節手段２５を操作して変えるこ
とにより、電流値の変化に対する供給熱量変化の割合を
ガス種に関わらずほぼ一定に設定することでガス種変換
に対応することができる。

考案の特有の効果 本考案によればガス種変換時に一定の最少流量を決定す
るバイパス路の流通と比例制御する主弁を流れる流量と
を弁本体の外部より操作できるので従来の交換作業を全
くすることなく、外部操作のみでガス変換に対応するこ
とができ、変換のためのコストが非常に安価にできる。

また、プランジャの副弁８は少ないガス流量をオン、オ
フ制御するだけであることから小形にでき、従ってスプ
リングＡ９の負荷を小さくできるのでソレノイド電流値
Ａの点での副弁８の応答が早い。

実施例の説明 次に本考案の一実施例を図面を参照しながら詳述する。

図面！ｌＣかいて、１はガス流量制御弁本体にして、ガ
ス人口２、ガス出口３および入口側ガス室４、出口側ガ
ス室５によって形成されるガス流路を備えている。

な釦入ロ側ガス室４の巾は出口側ガス室５のそれよりも
大きくしている。

６は弁本体１の上面に設けたソレノイド、７は一端部が
ソレノイド６内に臨んでこのソレノイド６により駆動さ
れ、他端部には弁シートを装着して副弁８となしたプラ
ンジャにして、スプリングＡ９によりソレノイド６によ
る駆動方向とは逆の方向に付勢されている。

１０は出口１１を下部側壁に、入口１２を上部側壁に開
口させた主ガス流路１３を備えた主弁体にして、この主
ガス流路１３内にはプランジャ７の副弁８が臨んでいる
。

１４は副弁８と協働する第１の固定弁座にして主ガス流
路１３内に設けられている。

１５は主弁体１０の側壁に設けた弁シートにして、主ガ
ス流路１３の出口１１と入口１２との間に位置している
。

１６は弁シート１５と協働する第２の固定弁座にして入
口側ガス室４と出口側ガス室５との境界に設けられてい
る。

１７は主弁体１０の下部側壁に設けた弁シートにして主
ガス流路１３の出口１１と主弁体１０の先端部１８との
間に位置している。

なお弁シート１５の径は弁シート１７のそれよりひ小と
なしている。

１９は主ガス流路１２内に形成した係止板にして、プラ
ンジャ７がソレノイド６により移動した時にこれと係止
し、主弁体１０に移動を伝える。

２０は弁シート１７と協働する可動弁座にして、出口側
ガス室５内に位置している。

２１は一端が可動弁座２０に、他端が出口側ガス室５内
に設けた突条２２に固着されたベローズ、２３はベロー
ズ２１の外側に設けたスプリングＣにして可動弁座２０
を弁シート１７に押圧する方向に付勢されている。

２４はスプリング２３による可動弁座２０の弁シート１
７側への移動を規制する突条、２５は出口側ガス室５の
底部にバッキング２６を介して液密に螺着した調節ネジ
、２７は主弁体１０の先端部１８と調節ネジ２５との間
に張架したスプリングＣにして、主弁体１０を可動弁座
２０の方向に引張るように付勢されている。

２８は一端が突条２４より上方の出口側ガス室５壁面に
、他端が突条２４より下方で突条２２より上方の出口側
ガス室５壁而に夫々開口されたバイパス路、２９は一端
が突条２４，２２の間の出口側ガス室５壁而に、他端が
ガス出口３に夫々開口されたバイパス路、３０はバイパ
ス路２９の流量を制御する可変絞り体にして、本体ＩＫ
バッキング３１を介して液密に螺着されている。

次に通常の動作について詳述する。

先ずソレノイド６に電流が流れていないときは、第１の
固定弁座１４はスプリングＡ８の弾力により弁シート８
によって、第２の固定弁座１６はスプリングＣ２７の弾
力により弁シート１５によっても、また可動弁座２０は
、スプリングＢ２３゜Ｃ２７の弾力により弁シート１７
によって夫々第１図に示すように閉塞されガス出口３に
はガスが流れない。

次にソレノイド６に電流を流してもその電流値が第５図
のＡ値に達するまでは、ソレノイド６の吸引力はスプリ
ング９の弾力に打勝つことができなく第１図に示すよう
にガス出口３にはガスが流れない。

ソレノイド６に流れる電流がＡ値に達するとスプリング
９の弾力にソレノイド６の吸引力が打勝ち第２図に示す
ように第１の固定弁座１４を開放して主ガス流路１３、
バイパス路２８ 、２９を経てガス出口３に最少供給発
熱量Ｐのガスが流れる。

この状態ではプランジャＩは係止板１９に係止されるが
、スプリングＣ２７の弾力に打勝つｌでは第２の固定弁
座１６は閉塞されている。

ソレノイド６の吸引力がスプリングＣ２７の弾力に打勝
つと主弁体１０はソレノイド６によるプランジャ７の移
動に伴って移動し、第３図に示すように第２の固定弁座
１６は開放されるが、可動弁座２０は主弁体１０の移動
に附随して移動し閉塞されているので、主ガス流路１３
、第２の固定弁座１６より流入したガスはバイパス路２
８．２９を経てガス出口３より流れ、その供給発熱量は
上述と同じＰである。

ついでソレノイド６ＶＣ流れる電流がＢ値に達すると可
動弁座２０は突条２４に当接してその移動を規制される
ので、Ｂ値以上の電流では第４図に示すように可動弁座
２０が開放される。

その結果、可動弁座２０よりベローズ２１内にもガスが
流れるので、可動弁座２０の開口面積に比例したガス流
量となる。

この状態は可動弁座２０の最大開口度に対応する電流値
Ｃまで続く。

また上記全開放の状態から主弁体１０が第２の固定弁座
１６、可動弁座２０の閉塞方向に動作する場合、先ず弁
シート１７が可動弁座２０を押圧しながらこれを閉塞し
、ついで弁シート１５が第２の固定弁座１６と接触して
これを閉塞するようＫしてガス流路の閉塞を完全にして
いる。

次にガス種変換の場合、例えば６Ｂガスから１３Ａガス
に変換された場合、バイパス路２９の最少流量を絞るた
め可変絞り体３０をネジ込む。

さらに主弁体１０の閉成方向の付勢力を強くするため調
節ネジ２５を外部へ引き出す方向にネジ回し、スプリン
グＣ２７を引きのばす。

上記調節後の動作は上述のガス種変換前と同様である。

特に一定の電流値に対し、主弁体１０の上方へ移動する
距離（ストローク）が小さくなり、つまり可動弁座２０
の開口度が小さいため、ガス流量が絞られ一定のソレノ
イド電流値に対する供給発熱量は変わらず制御特性はガ
ス変換前と変わらない。

以上のように本実施例によれば、ガスの種類が変わり流
体流量制御装置の仕様を変更する場合、バイパス路は可
変絞り体により、また可動弁座を通過する流量は主弁体
を閉塞方向に付勢するスプリングの付勢力を可変するこ
とによりそれぞれ可能であり、従来のように装置を配管
より外し、分解して弁座を取り替える必要がなく、外部
からの簡単な作業によってガス変換を行なうことができ
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における流体流量制御装置の
断面図、第２〜４図は同装置の作動説明図、第５図は電
流と供給発熱量との関係を示す特性図、第６図および第
７図は従来の流体流量制御装置の要部断面図、第８図は
同装置の都市ガス６Ｃ仕様のものを天然ガス１３Ａに使
用した場合の特性図、第９図は同装置の都市ガス６Ｃ仕
様のものをプロパンガスＬＰＧＫ使用した場合の特性図
である。 ６・・・・・・ソレノイド、７・・・・・・プランジャ
、８・・・・・・弁シート、９・・・・・・スプリング
Ａ１１０・・・・・・主弁体、１４・・・・・・第１の
固定弁座、１５・・・・・・弁シート、１６・・・・・
・第２の固定弁座、１７・・・・・・弁シート、２０・
・・・・・可動弁座、２５・・・・・・調節ネジ（調節
手段）、２７・・・・・・スフリングＣ，２８，２９・
・・・・・バイパス路、３０・・・・・・可変絞り体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ソレノイドに駆動されるとともに閉成方向にスプリング
   Ａにより付勢されかつ副弁を有するプランジャと、前記
   プランジャの副弁が開成されて後一定移動時に係止板に
   係止されて駆動される主弁体と、前記主弁体内に形成さ
   れ前記副弁により開閉される第１の固定弁座と、前記主
   弁体に設けられた第１の弁シートにより開閉されかつ前
   記第１の固定弁座の下流に位置する弁本体に形成された
   第２の固定弁座と、前記主弁座体の第１の弁シートの下
   流に設けられた第２の弁シートと、前記第２の弁シート
   により開閉されかつ上流側に付勢された可動弁座と、前
   記主弁座体を閉成方向に付勢するスプリングと、前記ス
   プリングの付勢力を外部より可変する調節手段と、前記
   第２の固定弁座の下流側にあって前記可動弁座をバイパ
   スするバイパス路と、前記バイパス路の流量を外部より
   操作する可変絞り体とを備え、前記スプリングＡの負荷
   を前記スプリングＣの負荷よりも小さくする構成とした
   流体流量制御装置。